Le cancer pourrait-il être la façon dont nos cellules fonctionnent en « mode sans échec », comme un système d’exploitation informatique endommagé essayant de se préserver, face à une menace extérieure? C’est la conclusion à laquelle sont parvenus le cosmologiste Paul Davies de l’Université d’État de l’Arizona à Tempe (A.S.U.) et ses collègues, qui ont mis au point une nouvelle théorie controversée sur les origines du cancer, basée sur ses racines évolutives. S’ils sont corrects, leur modèle suggère qu’un certain nombre de thérapies alternatives, y compris le traitement à l’oxygène et l’infection par des agents viraux ou bactériens, pourraient être particulièrement efficaces.

À première vue, Davies, qui est formé en physique plutôt qu’en science biomédicale, semble un soldat improbable dans la « guerre contre le cancer. »Mais il y a environ sept ans, il a été invité à créer un nouvel institut à l’A.S.U. — l’un des 12 financés par l’Institut national du cancer — pour réunir des physiciens et des oncologues afin de trouver une nouvelle perspective sur la maladie.  » On nous a demandé de repenser le cancer de bas en haut « , explique Davies.

Davies a fait équipe avec Charley Lineweaver, astrobiologiste à l’Université nationale australienne de Canberra, et Mark Vincent, oncologue au London Health Sciences Center en Ontario. Ensemble, ils ont mis au point un modèle « atavique » postulant que le cancer est la réexpression d’un ancien trait « préprogrammé » qui était en sommeil. Dans un nouvel article, paru dans BioEssays en septembre, ils soutiennent que parce que le cancer apparaît chez de nombreux animaux et plantes, ainsi que chez les humains, il doit avoir évolué il y a des centaines de millions d’années lorsque nous partagions un ancêtre unicellulaire commun. À cette époque, les cellules bénéficiaient de l’immortalité, ou de la capacité de proliférer sans contrôle, comme le fait le cancer. Cependant, lorsque des organismes multicellulaires complexes se sont développés, « l’immortalité a été externalisée aux ovules et au sperme », explique Davies, et les cellules somatiques (celles qui ne participent pas à la reproduction) n’avaient plus besoin de cette fonction.

L’hypothèse de l’équipe est que face à une menace environnementale pour la santé d’une cellule — radiation, par exemple, ou facteur de style de vie — les cellules peuvent revenir à un « mode sans échec préprogrammé. »Ce faisant, les cellules abandonnent une fonctionnalité plus élevée et rétablissent leur capacité dormante à proliférer dans une tentative malavisée de survie.  » Le cancer est un coffre-fort « , fait remarquer Davies. « Une fois le sous-programme déclenché, il implémente son programme sans pitié. »

Lors d’une conférence d’ingénierie médicale tenue à l’Imperial College de Londres, le 11 septembre, Davies a présenté un ensemble de thérapies contre le cancer basées sur ce modèle atavique. Plutôt que de simplement attaquer la capacité du cancer à se reproduire, ou « la force du cancer », comme le dit Davies, le modèle expose « le talon d’Achille du cancer ». »Par exemple, si la théorie est correcte, le cancer a évolué à une époque où l’environnement terrestre était plus acide et contenait moins d’oxygène. L’équipe prédit donc que le traitement des patients avec des niveaux élevés d’oxygène et la réduction du sucre dans leur alimentation, pour réduire l’acidité, va tendre le cancer et provoquer une contraction des tumeurs.

Les effets du niveau d’oxygène sur le cancer ont été étudiés indépendamment pendant de nombreuses années et semblent soutenir les idées de Davies, explique Costantino Balestra, physiologiste à l’École Paul Henri Spaak et à l’Université libre de Bruxelles, toutes deux en Belgique. Dans des travaux non publiés qui ont été soumis à un examen par les pairs, par exemple, Balestra et ses collègues ont récemment démontré que des niveaux d’oxygène légèrement élevés peuvent commencer à induire la mort des cellules leucémiques sans nuire aux cellules saines. « Cela semble presque trop facile », dit Balestra. « Nos résultats préliminaires semblent montrer que fournir un peu d’oxygène supplémentaire pendant une ou deux heures par jour, en combinaison avec d’autres thérapies traditionnelles contre le cancer, profiterait aux patients sans effets secondaires sévères. Balestra souligne cependant que ce travail n’a pas été effectué pour tester l’hypothèse de Davies et ne peut être considéré comme une preuve que le modèle atavique est correct.

Davies et ses collègues préconisent également l’immunothérapie, en particulier l’infection sélective des patients par des agents bactériens ou viraux. Des chercheurs médicaux étudient déjà les effets prometteurs d’une telle approche pour stimuler artificiellement le système immunitaire des patients afin de faciliter leur rétablissement. L’immunothérapie a déjà bien fonctionné dans le traitement des mélanomes, par exemple, et ses effets sur d’autres cancers sont à l’étude. Selon le modèle atavique, cependant, en plus de revigorer le système immunitaire, les cellules cancéreuses devraient également être plus vulnérables que les cellules saines à la mort par des agents infectieux, car elles perdent une fonctionnalité de protection supérieure lorsqu’elles « redémarrent en mode sans échec », dit Davies. Des études récentes injectant des spores de clostridium chez des rats, des chiens et un patient humain semblent également soutenir cette interprétation, dit-il.

Certains scientifiques, comme David Gorski, oncologue chirurgical à la Wayne State University, restent sceptiques. « Les « prédictions » de l’atavisme ne sont rien auxquelles les scientifiques ne sont pas parvenus par d’autres voies », dit-il.

Davies et ses collègues ont déjà commencé un test plus direct de leur théorie, en réponse à de telles critiques. « La clé de notre théorie consiste à examiner l’âge des gènes responsables du cancer », explique Davies. Le modèle atavique affirme qu’avec l’apparition du cancer, les cellules reviennent à un mode plus primitif et que les fonctions plus récemment évoluées sont désactivées. L’équipe prédit donc qu’à mesure que le cancer progresse, les gènes plus récemment évolués devraient perdre leur fonction, tandis que les gènes anciens deviennent actifs.

Pour vérifier si cette hypothèse est correcte, Davies et ses collègues recoupent actuellement les données de l’atlas du génome du cancer, qui identifie les gènes impliqués dans le cancer, avec diverses bases de données qui classifient les gènes que nous avons en commun avec d’autres espèces. Ce dernier ensemble de données permet aux biologistes de retracer l’âge des gènes. Toute corrélation qui existe entre l’âge du gène et le cancer stimulera le modèle atavique. « La combinaison des deux ensembles de données n’a jamais été faite auparavant », explique Davies. « Mais c’est essentiellement un exercice d’exploration de données qui ne demande pas beaucoup d’argent et c’est quelque chose sur lequel nous travaillons maintenant. »

Brendon Coventry, oncologue chirurgical et immunothérapeute à l’Université d’Adélaïde en Australie, estime qu’il est utile que des physiciens travaillent avec des oncologues pour rassembler les preuves médicales existantes pour tenter de comprendre les origines du cancer. « D’énormes sommes d’argent et les esprits les plus brillants de la science biologique et médicale n’ont pas réussi à avoir un impact important dans la guerre contre le cancer, alors il est peut-être temps d’adopter un nouveau paradigme », explique Coventry, ajoutant: « Un cosmologiste peut considérer la cellule comme un « univers interne » à explorer d’une nouvelle manière. »

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